陰陽混合拋光樹脂的反應與再生問題剖析

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目前國內高、超純水用戶對此產(chǎn)品的應用不是很了解，所以普遍存在盲目追崇昂貴的進口拋光混床樹脂，而國內部分小樹脂生產(chǎn)企業(yè)，為了獲得，以不合格的低價的產(chǎn)品參與市場惡性低價競爭，也導致了部分用戶對國產(chǎn)拋光樹脂的不認可，希望通過交流，讓廣大終端用戶了解產(chǎn)品的理化性能和應用方法。

什么是拋光樹脂？

人們常說的拋光樹脂一般用于超純水處理系統(tǒng)末端，來保證系統(tǒng)出水水質能夠維持用水標準。一般出水水質都能達到18兆歐以上，以及對TOC、SIO2都有一定的控制能力。拋光樹脂出廠的離子型態(tài)都是H、OH型，裝填后即可使用無需再生。

拋光樹脂用途：適合用于再以RO、EDI為前置處理設備的超純水系統(tǒng)中作為終端精致混床制取超純水。廣泛應用于電子行業(yè)半導體生產(chǎn)，實驗室制取超純水，激光切割，醫(yī)療系統(tǒng)，慢走絲線切割，機械設備循環(huán)內冷水，部分光學材料和電子產(chǎn)品生產(chǎn)用水，太陽能生產(chǎn)線用水（不包含多晶硅生產(chǎn)）等行業(yè)應用！

拋光樹脂注意事項

1.拋光樹脂(是由高度純化、轉型的H型陽樹脂和OH型陰樹脂預混合而成，如果裝填和操作得當，在初的周期中即可制備出電阻率大于18.0MΩ.cm和TOC小于10ppb的超純水。

2.樹脂開封后長時間暴露在空氣中會吸收二氧化碳，因此拆包需盡快使用。不使用部分須小心密封，存放于避光陰涼處，環(huán)境溫度以540℃為宜。

3.在運輸、儲存和裝填過程中，任何無機或有機物質的接觸都會使樹脂受到污染，從而降低出水水質;影響運行工況。因此必須保證所有用于裝填、操作的設備和水不會污染樹脂。所有與樹脂接觸的水都必須使用高純水(本文中所涉及到的水均指"高純水"，即電阻率大于等于10MΩ.cm，同時TOC盡可能低于30ppb的水)，所有接觸樹脂的設備或器具都要在使用前經(jīng)過高純水清洗。

4.如為換裝樹脂，設備中原有的舊樹脂必須從樹脂容器中移去，樹脂容器內部清潔無雜質。

混床拋光樹脂儲存及使用說明

1.使用前須知:1.1??樹脂開封后長時間暴露在空氣中會吸收二氧化碳，從而影響產(chǎn)品的性能及使用。因此一旦拆包需盡快使用。不使用部分須小心密封，存放于避光陰涼處，環(huán)境溫度以530℃為宜。

?1.2.?在運輸、儲存和裝填過程中，任何無機或有機物質的接觸都會使樹脂受到污染，從而降低出水水質；影響運行工況。因此必須保證所有用于裝填、操作的設備和水不會污染樹脂。所有與樹脂接觸的水都必須使用純水，所有接觸樹脂的設備或器具都要在使用前經(jīng)過純水清洗。(純水標準等同于或低于RO膜出水.)

?1.3??如為換裝樹脂，設備中原有的舊樹脂必須從樹脂容器中移去，樹脂容器內部清潔無雜質。

2.裝填程序：

2.1?樹脂裝填量?：樹脂罐有效容積的的70左右，樹脂層高度應大于或等于700mm。

2.2??向樹脂罐中裝填樹脂后緩慢加水,水面高度高于樹脂高速300mm以上后,靜止浸泡10小時以上,以利于派出樹脂層中的空氣)但如果設備尺寸較小而擬采用樹脂以漿水混合的方式填裝也可。

2.3??將樹脂裝入樹脂罐，可以直接將樹脂從原包裝袋中加入或在原包裝容器中加入一些水成漿狀裝入樹脂容器。

裝填過程中注意以下事項：

2.3.1??禁止用任何機械泵轉移樹脂，許多類型的泵都會對樹脂造成損害或帶來一些污染。

2.3.2??樹脂裝填過程中，不要同時打開兩袋以上的樹脂。以減少樹脂接觸空氣的時間，也使外來雜質污染樹脂的可能性降低。

2.3.3??裝填過程中隨著裝填料位的增加，樹脂層面以上的水也會逐漸增加，如果水位高度高于樹脂層面50mm以上，必須將多余的水抽出或排掉，以避免樹脂在水中緩慢沉降而出現(xiàn)分層。但同時也需避免出現(xiàn)液位放干的情況，這會使空氣在樹脂層中形成氣栓而影響出水。???

樹脂裝填到位后，注入純水使罐內充滿。后封裝上蓋，并將管線連接到位。

2.4?樹脂裝填完成后，應浸泡在水中少4小時。如果可能的話，好浸泡過夜。

2.5.?后檢查各部件及管線連接無誤后，即可開啟閥門采水。新裝填的樹脂在投運初期有一個沖洗過程，此階段出水電阻率將逐步升高。視現(xiàn)場情況的不同，沖洗時間可能持續(xù)幾十分鐘到幾個小時。

3制水運行參數(shù):

3.1進水水質要求：RO膜出水，電導率應低于10US/cm,高不宜超過20US/cm。

3.2制水流速：10BV20BV（樹脂體積的10倍到20倍/小時）。

3.3開機運行后，沖洗時間約幾十分鐘到幾個小時，電阻率逐步上升。

3.4樹脂經(jīng)23次停機開機運行后，達到佳出水效果。

4.停機，開機步驟：

4.1關閉進水閥

4.2關閉出水閥，保持樹脂罐內水不流失，使樹脂內部不失水。

4.3再次使用時，先緩慢開啟出水閥。

4.4開啟進水閥，閥門開度同出水閥大致相同，

4.5當正常出水運行后，逐步開啟出水閥和進水閥，達到正常出水流速。

5注意事項：

5.1?本系統(tǒng)從清理樹脂罐到裝填樹脂及運行用水，均應采用RO膜出水，電導率低于10us/cm。（越低越好，可以提高出水水質及增加制水量）.切忌采用其他水質差的水，否則，輕則造成出水水質不達標，制水量下降，重則造成樹脂擊傳失效.喪失制水能力。

5.2?樹脂上層應保持一定水位,以進水不激起樹脂涌動為原則.保持樹脂層的靜止狀態(tài)。

5.3?使用中切忌樹脂層缺水,造成樹脂層進入空氣。

5.4?使用過程中,禁止從樹脂層底部進空氣或進水,造成樹脂分層,影響制水效果及制水周期。嚴重時則失去制水能力。

陰陽混合拋光樹脂的反應與再生問題剖析

一、交換能力

氫型陽離子交換樹脂在水中可解離出氫離子(H+)，當遇到金屬離子或其它陽離子，就發(fā)生互相交換作用，但交換后的樹脂，就不再是氫型樹脂了。例如，當水中的陽離子如鈣離子、鎂離子的濃度相當大時，磺酸型的陽離子交換樹脂中的氫離子，可和鈣、鎂離子進行交換，而形成鈣型或鎂型的陽離子交換樹脂，如下式：2RSO3H+Ca2+→(RSO3)2Ca+2H+(鈣型強酸性陽離子樹脂)2RSO3H+Mg2+→(RSO3)2Mg+2H+(鎂型強酸性陽離子交換樹脂)氫型陽離子交換樹脂的交換能力與被交換的陽離子的價數(shù)有密切關系。在常溫下，低濃度水溶液中，交換能力隨離子價數(shù)增加而增加，即價數(shù)越高的陽離子被交換的傾向越大。此外，若價數(shù)相同，離子半徑越大的陽離子被交換的傾向也越大。如果以自來水中經(jīng)常出現(xiàn)陽離子列為參考對象。離子交換樹脂

二、交換容量

離子交換樹脂進行離子的交換反應的性能，主要由交換容量表現(xiàn)出來。所謂交換容量是指每克干樹脂所能交換離子的毫克當量數(shù)，以mol/g為單位。當離子為一價時(如K+)，其毫克當量數(shù)即為其毫克分子數(shù)，對于二價(如Ca2+)或更多價離子(如Fe3+)，其毫克當量數(shù)即為其毫克分子數(shù)乘以其離子價數(shù)。交換容量又分為總交換容量、操作交換容量和再生容量等三種表示方法?？偨粨Q容量表示每克干樹脂所能進行離子交換反應的化學基總量，屬于理論性計量。操作交換容量表示每克干樹脂在某一定條件下的離子交換能力，屬于操作性計量，它與樹脂種類、總交換容量，以及具體操作條件(如接觸時間、溫度)等因素有關，可用于顯示操作效率。再生容量表示每克干樹脂在一定的再生劑量條件下，所取得的再生樹脂之交換容量，可用于顯示樹脂再生效率。

由于樹脂的結構不同(主要是活性基數(shù)目不同)，強酸性與弱酸性陽離子交換樹脂的交換容量也不相同。一般而言，弱酸性的活性基數(shù)目通常多于于強酸性，故總交換容量較高約7.0~10.5mol/g，相形之下，強酸性僅約3.2~4.5mol/g而已，但在實際應用中，弱酸性的操作交換容量卻不一定高于強酸性，例如，pH值低于5時，弱酸性的操作交換容量為零，根本無交換作用。在pH值為6.5時，兩者的操作交換容量相似；但在堿性溶液中，弱酸性遠高于強酸性。在再生容量方面，弱酸性則通常高于強酸性，故弱酸性的使用壽命會更長一些。離子交換樹脂

三、再生

離子相對濃度高低對樹脂的交換性質會產(chǎn)生很大的影響。當水溶液中氫離子的濃度相當大時，鈣型或鎂型的陽離子交換樹脂中的鈣離子或鎂離子，可與氫離子進行交換，重新成為氫型陽離子交換樹脂。換言之，交換反應也可以反方向進行。由于離子交換過程是可逆的，因此當交換樹脂交換了一定量的離子后，可用相對濃度較高的氫離子再取代下來，使之一再重復被循環(huán)使用，這種作用稱為再生。其反應式如下：(RSO3)2Ca+2H+→2RSO3H+Ca2+(RCOO)2Ca+2H+→2RCOOH+Ca2+當氫型樹脂中的氫離子，都被其它硬度離子交換后，這些樹脂就沒有軟化水質作用，此時之狀態(tài)稱為飽和狀態(tài)。再生操作主要目的就是將已經(jīng)達到飽和狀態(tài)的樹脂，利用再生劑洗出所交換來的陽離子，讓樹脂重新再回復到原有的交換容量，或所期望的容量程度，或原有的樹脂型態(tài)等。無論是強酸性或弱酸性陽離子交換樹脂，都可以使用稀硫酸或稀鹽酸作為再生劑，但一般認為以稀硫酸作為再生劑，效果可能會好一些。因為樹脂若吸附有機物的話，稀硫酸較稀鹽酸更能解析出有機物，所以一般工藝多采用稀硫酸為再生劑。不過實際應用時，可能因為硫酸的取得較為困難，所以多使用鹽酸作為再生劑居多。離子交換樹脂

四、影響再生特性的主要因素

氫型樹脂的再生特性與它的類型和結構有密切關系，強酸性氫型樹脂的再生比較困難，需要的再生酸液的劑量比理論值高許多，而且必須較長的接觸時間。相形之下，弱酸性氫型樹脂的再生則比較容易，需要的再生酸液的劑量僅比理論值高一些，也不需要長的接觸時間。一般認為，在硫酸或鹽酸的用量為其總交換容量的二倍時，每次再生樹脂與再生酸液浸泡接觸時間是：強酸性約30~60分；弱酸性約30~45分。此外，氫型樹脂的再生特性也與它們的「交聯(lián)度」有關。所謂交聯(lián)度乃是定量樹脂中所含的交聯(lián)劑(如苯乙烯)的質量百分率。通常交聯(lián)度低的樹脂，其特征是聚合密度較低，內部空隙較多，網(wǎng)孔大，對水的溶脹性好，但對離子選擇較弱，交換反應速度快，較易再生，因此每次再生樹脂與再生酸液浸泡接觸時間較短。反之，交聯(lián)度高的樹脂，則需要較長再生酸液與樹脂接觸的時間。無論強酸性或弱酸性氫型樹脂的「交聯(lián)度」均可以在制造時控制。由于氫型樹脂的網(wǎng)孔不僅提供了良好的離子交換條件，而且也像活性